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http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21676
Tipo do documento: | Dissertação |
Título: | Seleção de modelos e estimação de parâmetros em identificação de danos estruturais via transformada integral generalizada e inferência bayesiana |
Autor: | Andrade, Renan Pinto de |
Primeiro orientador: | Stutz, Leonardo Tavares |
Segundo orientador: | Knupp, Diego Campos |
Primeiro membro da banca: | Abreu, Luiz Alberto da Silva |
Segundo membro da banca: | Baptista, Josué Costa |
Resumo: | O presente trabalho aborda o problema inverso de identificação de danos estruturais em uma viga de Euler-Bernoulli. O modelo matemático do comportamento da viga incluiu um campo de coesão para modelar o campo de dano, descrito pela soma de funções de base exponenciais contínuas. A resposta dinâmica da estrutura é obtida pela Técnica da Transformada Integral Generalizada, que fornece uma solução analítico-numérica. O problema inverso de identificação de danos é formulado segundo a inferência bayesiana e dividido em duas etapas. Em um primeiro nível, os parâmetros de dano são estimados para diversas classes de modelos, cuja amostragem é feita pelo método de Monte Carlo com Cadeias de Markov Transicional (TMCMC). Em um segundo nível é realizada a seleção de classe de modelos conforme os modelos considerados na primeira etapa. Combinando as duas análises, é possível predizer a quantidade de regiões danificadas, bem como a localização e forma dos danos, sem a necessidade de malhas computacionais sobre a estrutura. A verificação da metodologia proposta é feita a partir de simulações numéricas considerando uma viga de Euler-Bernoulli simplesmente apoiada e analisando o desempenho do método em três cenários de dano distintos sob diversas condições. O método conseguiu resolver os problemas propostos com uma quantidade relativamente baixa parâmetros quando comparado com outros métodos da literatura. |
Abstract: | The present work addresses the inverse problem of structural damage identification in an Euler-Bernoulli beam. The mathematical model of the beam dynamics includes a cohesion field for modelling the damage field. This one is described by the sum of continuous exponential base functions and the dynamic response of the structure is obtained with the Generalized Integral Transform Technique, which provides an analytical-numerical solution. The inverse damage identification problem is formulated according to bayesian inference and divided into two steps. At a first level, the estimation of damage parameters is made for different model classes, and sampling is done using the Transitional Markov Chain Monte Carlo method (TMCMC). At a second level, it is performed the model class selection according to the models considered in the first stage. Combining these two analyses, it is possible to predict the number of damaged regions, as well as the location and shape of the damage, without the need for computational meshes on the structure. The verification of the proposed methodology is based on numerical simulations considering a simply supported Euler-Bernoulli beam and analyzing the performance of the method in three different damage scenarios under different conditions. The method was able to solve the proposed problems with a relatively low number of parameters when compared with other methods from the literature. |
Palavras-chave: | Identificação de danos Técnica da transformada integral generalizada Inferência Bayesiana Seleção de classe de modelos Damage identification Generalized integral transform technique Bayesian inference Model class selection Vigas – Vibração - Controle Estruturas – Modelos matemáticos Dinâmica estrutural Problemas inversos (Equações diferenciais) |
Área(s) do CNPq: | ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade do Estado do Rio de Janeiro |
Sigla da instituição: | UERJ |
Departamento: | Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional |
Citação: | ANDRADE, Renan Pinto de. Seleção de modelos e estimação de parâmetros em identificação de danos estruturais via transformada integral generalizada e inferência bayesiana. 2023. 64 f. Dissertação (Mestrado em Modelagem Computacional) - Instituto Politécnico, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Nova Friburgo, 2023. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21676 |
Data de defesa: | 18-Dez-2023 |
Aparece nas coleções: | Mestrado em Modelagem Computacional |
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